随着网络技术的快速进步,越来越多应用的出现丰富了人们的生活。但是在数据传输的同时,用户的隐私数据安全受到了威胁。这些威胁可能是设备被病毒入侵、窃听或攻击,导致了用户数据在传输过程中丢失或者窃听。通过多种安全技术进行数据处理的IPSec VPN技术,提供了较高的安全性隧道技术。但是服务要求的不断提高,对IPSec VPN设备处理的性能和可靠性要求也越来越高。研究支持IPv6的IPSec VPN网关报文快速转发技术和集群负载均衡技术是高性能网关的关键研究问题。首先,针对现有的IPSec VPN解决方案在网络吞吐量和延迟在高速网络链路上并不是最佳的,以及在IPSec VPN网关中需要大量的IP地址查找,因此提出了多级分类地址查找算法（MLC）,根据前缀长度分布进行分类,并且具有相同前缀长度的大量前缀被归为更高级别。每个级别都有对应的数据结构和动态映射表操作。实验验证了所提出的算法比其他常见查找算法的查找和更新速度更快,占用的内存比简单结构（如前缀树和优先级树）要低,应用MLC算法做地址转换的用户态IPSec VPN网关有更高的吞吐量和低延迟。其次,针对IPSec VPN集群环境中存在负载均衡问题,如果负载不均衡会直接影响到IPSec VPN网关的处理性能。本文提出了基于动态时间步长反馈的负载均衡算法。在传统的动态反馈负载均衡算法中考虑了动态调整时间步长和IKE协商开销,从负载属性确定、负载计算、反馈时间调整等方面阐述了这种方法的具体方案。通过与静态时间步长反馈负载均衡算法和不考虑IKE协商开销的对比实验,实验结果表明了基于动态时间步长反馈的负载均衡算法可以更好地提升IPSec VPN集群的负载均衡性,有效地提高处理效率。